探路工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)在中國用了25年走過了發(fā)達國家50年發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的歷程，但是50歲的互聯(lián)網(wǎng)面臨著中年的煩惱。去年年底，我們的互聯(lián)網(wǎng)普及率接近60%，移動互聯(lián)網(wǎng)占網(wǎng)民比例超過98%，網(wǎng)絡人口紅利漸行漸遠。目前互聯(lián)網(wǎng)投資已經(jīng)不看重向APP類項目投資，前幾年發(fā)展勢頭十足的新業(yè)態(tài)，現(xiàn)在活成了自己不想看到的樣子。社會生活的快節(jié)奏，激活了網(wǎng)民對短平快新業(yè)態(tài)的追求，提速降費減輕了寬帶上網(wǎng)的資費壓力，但仍難擔當互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)態(tài)的大任。

我國的消費者電商發(fā)展領先，但企業(yè)電商、文化、教育、醫(yī)療、養(yǎng)老、旅游等方面的發(fā)展滯后，被看做是互聯(lián)網(wǎng)下半場的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步，它帶來的新動能還不足以彌補消費互聯(lián)網(wǎng)舊動能的減弱。互聯(lián)網(wǎng)從學術的互聯(lián)網(wǎng)到消費互聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)在走到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，更希望把這三者結合。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展跟企業(yè)信息化發(fā)展走過的路程基本上是契合的，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)處在企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段。今年的政府工作報告指出，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展智能+，為制造業(yè)轉型升級賦能。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新興技術和產(chǎn)業(yè)技術的結合，需要有產(chǎn)業(yè)的技術來配合，這些通用的新興技術用在工業(yè)上還要有工業(yè)IT技術，比如傳感器、反應器，PLC，SCADA、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，ERP企業(yè)資源規(guī)劃，以及跟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有關的一些新技術，像邊緣計算、數(shù)據(jù)雙胞胎等。產(chǎn)業(yè)的技術也不僅限于制造，跟產(chǎn)業(yè)有關的一些要素，材料、機器、方法、測量、維護、管理、建模，這些技術當然并不是所有的都要在工業(yè)上實現(xiàn)，這是一個逐步實現(xiàn)的融合過程。

何為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層有很多數(shù)控化的裝備，可以聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)裝備，包括生產(chǎn)的工件，當然還要有生產(chǎn)線上的儀器儀表、DCS控制系統(tǒng)，更離不開傳感器。那么收集的數(shù)據(jù)通過工業(yè)總線和工業(yè)以太網(wǎng)，連到工廠這一級，再往上上報到企業(yè)級，有各種各樣的管理任務。在這個生產(chǎn)過程中，它是跟邊緣計算、云計算關聯(lián)的，跟通信網(wǎng)是關聯(lián)的，底層的通信是物聯(lián)網(wǎng)通信，使用的是傳感網(wǎng)的協(xié)議。在企業(yè)工廠里用的是工業(yè)以太網(wǎng)，在企業(yè)級別內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)可以用公眾的網(wǎng)絡，也可以用內(nèi)部專用的網(wǎng)絡。

作為一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，離不開物聯(lián)網(wǎng)，傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)有很多的協(xié)議。企業(yè)可以自己去建設內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)，當然一般大企業(yè)可能會這樣做。對于大量中小企業(yè)不希望自己建網(wǎng)。到今年，中國的二、三、四線城市NB-IOT可以全覆蓋了。對應的傳感器是不動的，而工業(yè)上的工件和機器以及網(wǎng)聯(lián)車都是動的，所以NB-IOT還需要演進。多種物聯(lián)網(wǎng)標準包括帶寬更低的和更高的以及可以支持移動的傳感器，甚至可以跟人對話的傳感器。除了直接的傳感器收集數(shù)據(jù)外，整個工廠里還需要把這些傳感器的數(shù)據(jù)匯集起來，過去用的比較多的系統(tǒng)是數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控系統(tǒng)，但實際上效率并不高。

新一代數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，比較傾向于用工控網(wǎng)關，豐富了整個數(shù)據(jù)監(jiān)控的企業(yè)的監(jiān)控，跟各種各樣的網(wǎng)絡連接，具有數(shù)據(jù)緩存和邊緣計算的能力。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)傳統(tǒng)的是用現(xiàn)場總線，占了市場的48%，但是現(xiàn)場總線作為國際標準有14種，標準太多，本身通用性不夠，兼容性比較差。大家想到用以太網(wǎng)，但是不適于多節(jié)點工業(yè)環(huán)境的應用，所以要用工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)本身也不一定能夠滿足工業(yè)實時通信的要求，工業(yè)實時通信要求是微秒級的。對于時延和同步要求十分嚴格的流程工業(yè)和自動化生產(chǎn)線，需要采用時延敏感網(wǎng)絡。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何部署5G？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何部署5G？一種辦法是工廠里面用一個專用的5G系統(tǒng)，自己帶無線系統(tǒng)，以及專用的控制功能。也可以改用無線部分用運營商的，甚至可以說控制信道也用運營商的，總共有四種部署方式。新的工廠可以用光纖連接，舊的工廠光纖很難布上去，這種情況下希望用無線，一般的無線技術，穩(wěn)定性、拓展性，效率比較低，速率比較低，5G很適合在工廠內(nèi)部的應用，包括工廠的外網(wǎng)。

另一種部署是工廠單獨一個5G，歐盟已經(jīng)提出，如果工廠單獨部署5G，可能需要分配76兆赫的專用頻率。5G擁有低時延、高可靠、高寬帶、大連接的特點，所以有很多的應用。

企業(yè)何時需要邊緣計算？

大企業(yè)可能會自建一個云平臺，如果集中的云離我們生產(chǎn)現(xiàn)場比較遠，生產(chǎn)上需要快速響應的反應來不及，所以需要設計邊緣計算。具有邊緣計算能力，能夠大量采集在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)過濾，中心云收集數(shù)據(jù)經(jīng)過訓練提出一個優(yōu)化的模型，再下發(fā)給邊緣云，邊緣云可以直接進行快速響應對數(shù)據(jù)進行處理。對于中小企業(yè)不會自建云，可以利用公有云。如果公有云也太集中、太遠，那么中小企業(yè)還是需要有一個邊緣云接到公有云。IDC預測，未來將有超過50%的數(shù)據(jù)在邊緣處理。2020年，邊緣計算的支出將占到物聯(lián)網(wǎng)基礎設施總支出的18%，利用邊緣計算和中心云這兩級，可以比單純利用中心云的成本降低，只有原來的39%。平臺需要PaaS，實現(xiàn)各種各樣的管理，收集各種工業(yè)大數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)挖掘的軟件以及人工智能的軟件。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，只有PaaS層是不夠的，還需要有SaaS層，需要傳統(tǒng)的工控軟件，但并不是直接搬用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，需要進行改變。公共軟件需要跟互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能結合，從過去靜態(tài)的發(fā)展到動態(tài)的自適應應用的場景。

人工智能將來會在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域大量應用。人工智能需要算力、算法與數(shù)據(jù)支撐，算力和算法一般來講可以買，但各種軟件還得自己做。生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)，肯定要用企業(yè)自身的數(shù)據(jù)。那么在生產(chǎn)線數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)部署到位的情況下，我們引進了工業(yè)大腦、企業(yè)大腦，可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升質(zhì)量和效率。

什么時候需要機器換人呢？我們說現(xiàn)在勞動力成本在上升，勞動力不足需要利用機器，但是買一個機器人回來，還是要編程的，所以現(xiàn)在已經(jīng)有智能機器人，它事先不需要編程，看到旁邊的人手怎么動，它就學習怎么動。訓練的過程中，它自動可以編程了。如果企業(yè)里同一個工序有大量的機器人，也可以把機器人的大腦放在云端，來集中控制。對于危險的、有害的、工作環(huán)境惡劣的，勞動強度大的工作崗位，這些場景適合用機器人來替代，因為它具有明顯的社會意義，但并不是所有的崗位，機器人都是能勝任的。大概只有49%不到的崗位是可以用機器人來取代的，其他更多的崗位還需要人。

信息安全的重要性

信息安全是很重要的。利用區(qū)塊鏈可以幫助實現(xiàn)信息安全，但是區(qū)塊鏈用信任算法代碼來代替信任人，還是會有漏洞。我們把企業(yè)的數(shù)據(jù)進行分布存儲和加密，即便有黑客進來，把數(shù)據(jù)拿走也讀不出來，這應該說是一種防備技術，但是信息安全不僅僅是這樣，還有另一種情況。

如何保證數(shù)據(jù)入口的安全防護，盡管我們不連到外網(wǎng)，實際上總有各種管理不慎會跟外網(wǎng)有關聯(lián)。而且工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有大量的傳感器，傳感器本身的加密驗證是比較簡單的，很容易感染木馬，所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要更嚴密的安全防護技術。

一般來講，我們企業(yè)本身要加強安全防護，同時還需要跟企業(yè)的工控系統(tǒng)集成商發(fā)生安全服務的關系，從社會上的第三方網(wǎng)絡安全企業(yè)獲得他們的支持，還要從政府部門獲得安全的支持，通過內(nèi)外部的關聯(lián)，確保我們工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全。

（本文根據(jù)鄔賀銓院士的公開演講整理而成，未經(jīng)本人確認。）